信息化手段在“减速器可通透盖的造型与测绘”教学中的应用

作者:未知

  摘要:本文介绍了减速器可通透盖造型与测绘的教学过程,阐述了信息化手段在空间想象能力培养、零件组成结构要素分析、表达方式选择上带来的便捷性。
  关键词:信息化;可通透盖;全剖;半剖
  中图分类号:G642.0     文獻标志码:A     文章编号:1674-9324(2019)22-0216-02
   《零件的造型与测绘》是一门借鉴德国学习领域课程开发经验,采用基于工作过程系统化的课程开发方法,在原有《工程识图与制图》课程上重新构建而成的学习领域新课程。“减速器可通透盖的造型与测绘”是《零件的造型与测绘》第8单元,与上个单元的载体“减速器轴端盖”不同的是可通透盖中间多了一个通孔。教学的主要目的是利用这个通孔引入剖视图的概念。通过减速器可通透盖零件图样的测绘,能够掌握盘盖类零件的一般表达方式;熟悉全剖视图和半剖视图的画法;通过借助三维CAD软件分析零件结构要素,培养借助信息化设计工具辅助工作的能力;通过三维和三维切换与对照,培养工业设计的理念和勇于探索的能力。
  一、课前准备
  1.学情分析。学习者概况是:三年制高职数控专业一年级学习者,30人/班。学习者知识水平是:通过前7个单元的学习已经掌握零件表达的基本视图绘制方法。学习者的能力水平如下:已经初步具备手绘能力;有一定的阅读能力、语言表达能力、计算机应用能力和空间想象能力。学习者的素质水平如下:团队协作意识不足,缺乏质量意识和职业素养。学习者的学习习惯如下:乐于动手、可塑性较强、学习习惯欠佳。
  2.教学目标分解。知识目标:掌握剖视图的概念;熟悉全剖视图的画法;熟悉半剖视图的画法;了解盘盖类零件的表达方法。能力目标:为体现对部分水平较高的学习者的关注,设置了分层次的能力目标,能够绘制可通透盖的基本视图(100%);能够使用半剖视图正确表达零件主视图(90%);能够借助三维CAD软件分析可通透盖的结构(80%)。素质目标:通过二维与三维切换与对照,培养工业设计的理念和勇于探索的能力;通过计算机辅助设计工具的使用,培养借助现代化设计工具进行工作的能力。
  3.驱动任务的设置。“减速器可通透盖的造型与测绘”单元设置两个课上驱动任务:任务1是使用全剖法绘制减速器可通透盖图样;任务2是使用半剖法绘制减速器可通透盖图样。课下工作任务是减速器可通透盖的CAD表达。
  4.资源支撑。提供网络教学资源http://jpkc.lcvtc.edu.cn:18080/skjs/,提供丰富信息化教学资源。(1)图片资源:可通透盖图片、轴端盖图片;(2)动画资源:支架全剖动画、支架半剖动画;(3)视频资源:借助CAD演示全剖与半剖的操作视频;(4)标准手册:《国家标准》;(5)零件模型:可通透盖模型、轴端盖模型。确定教学环境:理实一体化教室。调试教学设备:多媒体教学系统、计算机、零件模型、常用量具。
  二、教学过程设计
  1.第二课堂成果展示。上个单元“减速器轴端盖的造型与测绘”中要求学习者掌握三视图的形成和投影原理,最后安排了一个游戏,即第二课堂时两人为一组完成橡皮泥造型和对应三视图绘制。由教师进行评比选出“最佳拍档”,即橡皮泥造型与对应三视图配对最优、最规范的一组。通过这个过程强化实体与三视图的对应关系,并让学习者在工作过程中体会团队配合的重要性。
  2.驱动任务1使用全剖视图绘制可通透盖图样。步骤1:情境创设引出任务。学习者拿出课下利用三视图原理已经初步绘制好的图样给教师过目。按照上个单元中介绍的投影方法,零件上不可见的内部机构要用虚线表示,这样视图中就出现了较多的虚线,这些虚线与外部轮廓交叠在一起,给看图、绘图、标注尺寸都带来了困难。引导学习者面对教师提出的新要求去探索解决的办法。步骤2:信息化手段寻求方法。借助三维CAD软件将可通透盖的实体造型制作出来,清晰的刻画各结构要素;引导学习者总结组成可通透盖的结构要素有哪些;利用三维CAD软件演示假想剖切面剖切实体形成剖面图的过程,立体直观,加强学习者三维与二维的转换能力训练;这样原来不可见的孔将变成可见,内部结构能够清晰呈现出来。步骤3:小练习抛砖引玉。了解了剖视图存在的必要和原理,就要开始绘制剖视图。按照工作引导文的提示,引入国家标准画法,带领学习者进行小练习——支架全剖视图的绘制。通过这个小练习,掌握绘制全剖视图的规定画法和工作步骤。步骤4:独立完成可通透盖图样改造工作。学习者独立完成将可通透盖的主视图改为全剖视图的工作,教师观察指导,并补充半剖视图绘制过程中的注意事项。步骤5:相互检查共同进步。两人为一组,相互交换检查图样,互相纠错共同进步。步骤6:总结与对比。要求学习者总结使用剖视图之后零件表达方式的不同;对比使用剖视图前后零件表达的优缺点。学习者普遍认为使用了剖视图后,表示零件的内部结构层次分明、清晰易懂。另外,通过对比剖视图的优缺点引出下一阶段的半剖视图的概念。
  3.驱动任务2使用半剖视图绘制可通透盖图样。步骤1:情境创设引出新任务。已经使用全剖视图表达清楚了可通透盖的内部结构,但是如果要求学习者内部和外部形状都表达清楚,应该怎么办?能否在一个视图中既表示内形又表示外形?步骤2:信息化手段寻求问题的解决方法。引导学习者观察三维CAD软件中双剖切面的形成;思考零件半剖视图的表达方式;利用三维CAD软件演示假想双剖切面去除可通透盖的四分之一的过程,这样就可以在主视图方向既看到外形又看到内形。通过信息化手段,旨在让学生直观地了解半剖视图形成的过程,增强三维空间想象能力,引出半剖视图的理念。引导学习者查阅《国家标准》,使用半剖视图,这就要求以对称中心线为界,一半画成剖视图表示内形,一半画成视图表示外形。步骤3:小练习抛砖引玉。在工作引导文的提示下完成小练习——支架主视图半剖视图的绘制;总结半剖视图绘制的技术要点、规定画法和工作步骤。步骤4:难度升级挑战增加。将小练习中支架的俯视图也绘制为半剖视图,深层次的了解半剖视图的理念。这一步骤是非常难做到的,很多学习者容易疲惫、不爱动脑、没有了前进的动力。这时候教师就要充当鼓劲的角色,激发其学习的动机。步骤5:留下思考空间和开放型作业。课下继续完成工作任务——使用半剖法绘制的可通透盖零件图样;并使用AUTOCAD2010绘制可通透盖零件图样,将二维CAD图样发送至作业邮箱,另外对课程的意见和建议也可一并发到邮箱。
  4.学习者总结。由教师提供关键词卡片,学习者根据上面的英文单词进行相关技术要点的总结,教师进行补充。
  三、考核与教学反思
  1.考核方式。聊城职业技术学院自2004年开始尝试以形成性考核为核心的考试改革[1],经过十年的实践与探索,取得了可喜的成绩。学习者成绩录入系统中考核内容主要有:学习过程考核、职业素养考核、综合能力考核和期末考试。学习者上交的AUTOCAD作业有详细的评价指标和过程考核实施方案,可操作性强。
  2.教学反思。(1)教学方法的总结。根据各环节教学内容的特点,结合“做学教”一体的教学模式,每个环节采用针对性的教学方法,分别采用情境教学法、问题引领法、小组讨论法、角色扮演法等,提高学习者的教学参与度、学习兴趣以及学习效率。(2)信息化教学资源的应用。结合学习者学习风格,合理的选用了图片、动画、视频、三维CAD软件等信息化资源,使知识动态化,弥补了传统教学的局限,提高了学习者的学习主动性、兴趣及效果,增强了学习者的空间想象能力。(3)教学目标的总结。通过针对性的教学环节、教学方法及教学资源,解决了教学重点与难点,完成了教学目标,并体现了“能力本位、素养养成”的思想。(4)教学特色的总结。采用“做、学、教”的教学模式,利用信息化资源引导学习者思考问题展开工作,从而提高了学习者的自主学习能力,减小了学习者学习的差异性。教学过程的设计符合学习者的认知规律,随着工作任务的深入,难度呈螺旋式上升;由“教师引领”到“学习者独立完成”,强调发挥学习者的主体性和主动性;以任务驱动和问题解决作为学习活动的主要形式,注重培养学习者的学习能力。
  参考文献:
  [1]刘殿红,徐龙海.高等职业教育形成性考核的实践与思考[J].中国成人教育,2009,(12).
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